(57)【要約】  第１の回転軸（６）と、第２の回転軸（１０）と、出力軸（１６）とを並列に並べてケーシング（２）内に設け、第２の回転軸（１０）に設けられた駆動歯車（１４）と出力軸（１６）の従動歯車（１９）とを噛合させる。また、第１，第２の回転軸（６），（１０）の回転を合成した回転、または第２の回転軸（１０）の回転を出力軸（１６）に伝えるクラッチ装置（２１）を設ける。一方、第２の回転軸（１０）には中間歯車（１５）を設け、第１の回転軸（６）の外周側には中間歯車（１５）に噛合するカウンタ歯車（２０）を設ける。第１の回転軸（６）とカウンタ歯車（２０）との間には軸受装置（２３）を設ける。この軸受装置（２３）を、４個のアンギュラ玉軸受（２４）を組合わせて構成し、カウンタ歯車（２０）と中間歯車（１５）との噛合部に対応する位置で、第１の回転軸（６）の軸方向に沿って配置する。
2012008438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシング（２）と、
該ケーシング（２）内に回転可能に支持され低速回転する第１の油圧モータ（３０）によって駆動される第１の回転軸（６，４１）と、
前記ケーシング（２）内に前記第１の回転軸（６，４１）と並列に並んで回転可能に支持されると共に駆動歯車（１４）が設けられ、高速回転する第２の油圧モータ（３１）によって駆動される第２の回転軸（１０）と、
前記ケーシング（２）内に前記第２の回転軸（１０）と並列に並んで回転可能に支持されると共に従動歯車（１９）が設けられ、該従動歯車（１９）が前記駆動歯車（１４）と噛合することにより前記第２の回転軸（１０）の回転が伝達される出力軸（１６）と、
前記第１の回転軸（６，４１）の回転と前記第２の回転軸（１０）の回転を合成して前記出力軸（１６）に伝える接続状態と、前記第２の回転軸（１０）の回転を前記出力軸（１６）に伝える非接続状態とに切換えられるクラッチ装置（２１）とを備えてなる動力伝達装置において、
前記第２の回転軸（１０）には、中間歯車（１５）を固定して設け、
前記第１の回転軸（６，４１）の外周側には、前記中間歯車（１５）に噛合するカウンタ歯車（２０）を配置し、
該カウンタ歯車（２０）と前記第１の回転軸（６，４１）との間には、前記カウンタ歯車（２０）を前記第１の回転軸（６，４１）に対して相対回転可能に支持する軸受装置（２３，４２）を設け、
前記クラッチ装置（２１）は前記第１の回転軸（６，４１）と前記カウンタ歯車（２０）との間に配置し、
前記軸受装置（２３，４２）は、前記カウンタ歯車（２０）と前記中間歯車（１５）との噛合部に対応する位置に配置し、
かつ前記軸受装置（２３，４２）は、複数個のアンギュラ玉軸受（２４）を組合せて前記第１の回転軸（６，４１）の軸方向に沿って配置する構成としたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記軸受装置（２３，４２）は、２組の並列組合せ軸受（２３Ａ，２３Ｂ），（４２Ａ，４２Ｂ）を互いに背面組合せしてなる４個並列／背面組合せ軸受として構成してなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記軸受装置（２３）は、前記第１の回転軸（６）に螺着されたナット（２７）を用いて前記各アンギュラ玉軸受（２４）に対し定位置予圧を付与した状態で、前記第１の回転軸（６）と前記カウンタ歯車（２０）との間に配置する構成としてなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記軸受装置（４２）は、スプリング（４４）を用いて前記各アンギュラ玉軸受（２４）に対し定圧予圧を付与した状態で、前記第１の回転軸（４１）と前記カウンタ歯車（２０）との間に配置する構成としてなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記カウンタ歯車（２０）と前記ケーシング（２）との間には、前記各油圧モータ（３０，３１）の停止時には前記カウンタ歯車（２０）に対して制動力を付与し、前記各油圧モータ（３０，３１）の作動時には前記カウンタ歯車（２０）に対する制動力を解除するブレーキ装置（２２）を設ける構成としてなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項６】
前記クラッチ装置（２１）は、前記第１の回転軸（６，４１）と一体に回転する複数の回転軸側プレート（２１Ｂ）と前記カウンタ歯車（２０）と一体に回転する複数の歯車側プレート（２１Ｃ）とを有し、
前記ブレーキ装置（２２）は、前記ケーシング（２）に設けられた複数のケーシング側プレート（２２Ａ）と、前記カウンタ歯車（２０）と一体に回転する複数の歯車側プレート（２２Ｂ）とを有し、
前記カウンタ歯車（２０）は、前記軸受装置（２３，４２）を介して前記第１の回転軸（６，４１）の外周側に配置され軸方向に延びる円筒部（２０Ａ）と、該円筒部（２０Ａ）の外周側に設けられ前記中間歯車（１５）に噛合する歯車部（２０Ｂ）と、前記円筒部（２０Ａ）の軸方向の両側にそれぞれ設けられたプレート取付部（２０Ｃ，２０Ｄ）とにより構成し、
前記円筒部（２０Ａ）の軸方向の一側に設けられた前記プレート取付部（２０Ｃ）には前記クラッチ装置（２１）の前記各歯車側プレート（２１Ｃ）を設け、前記円筒部（２０Ａ）の軸方向の他側に設けられた前記プレート取付部（２０Ｄ）には前記ブレーキ装置（２２）の前記各歯車側プレート（２２Ｂ）を設ける構成としてなる請求項５に記載の動力伝達装置。
【請求項７】
前記ケーシング（２）内には第１の回転軸（６，４１）、第２の回転軸（１０）および出力軸（１６）を並列に並んで配置し、
前記中間歯車（１５）と前記カウンタ歯車（２０）と前記軸受装置（２３，４２）とは、前記第１，第２の回転軸（６，４１），（１０）と前記出力軸（１６）の軸線と直交する同一平面内で、前記ケーシング（２）内に配置し、
前記駆動歯車（１４）と前記従動歯車（１９）と前記クラッチ装置（２１）とは、前記中間歯車（１５）および前記カウンタ歯車（２０）と隣接して前記第１，第２の回転軸（６，４１），（１０）と前記出力軸（１６）の軸線と直交する同一平面内で、前記ケーシング（２）内に配置し、
前記ブレーキ装置（２２）は、前記カウンタ歯車（２０）を挟んで前記クラッチ装置（２１）とは反対側に位置して、前記ケーシング（２）内に配置する構成としてなる請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホイールローダ等のホイール式建設機械に搭載され、油圧モータの回転を走行用の出力軸に伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホイール式ショベル、ホイールローダ等を代表例とするホイール式の建設機械は、車輪を回転駆動することにより作業現場に向けて一般道路を走行するものである。このホイール式の建設機械は、油圧モータによって車輪を駆動するものと、エンジンの動力をトルクコンバータとトランスミッションにて変換して車輪を駆動するものとがある。以下、油圧モータによって車輪を駆動するタイプについて説明する。【０００３】
ホイール式の建設機械は、通常、低速走行用の油圧モータと、高速走行用の油圧モータと、これら２基の油圧モータの回転を走行用の出力軸に伝達する動力伝達装置とを備えている。この場合、ホイール式の建設機械は、例えば一般道路を走行する時には、高速走行用の油圧モータの回転を走行用の出力軸に伝達し、土砂の掘削作業等を行うときには、高速走行用の油圧モータの回転と低速走行用の油圧モータの回転とを合成して走行用の出力軸に伝達する構成となっている。【０００４】
動力伝達装置は、ケーシングと、ケーシング内に回転可能に支持され低速走行用の油圧モータによって回転する第１の回転軸と、ケーシング内に回転可能に支持され高速走行用の第２の油圧モータによって回転する第２の回転軸と、ケーシング内に回転可能に支持され第２の回転軸の回転が伝達される出力軸と、クラッチ装置とにより大略構成されている。そして、クラッチ装置は、第１の回転軸の回転と第２の回転軸の回転を合成して出力軸に伝達する接続状態と、第２の回転軸の回転のみを出力軸に伝達する非接続状態とに切換えられるものである。【０００５】
このように構成される動力伝達装置において、クラッチ装置を非接続状態としたときには、第２の回転軸の回転のみが出力軸に伝達され、高速走行用の油圧モータによって各車輪を高速かつ低トルクで回転させることができる。一方、クラッチ装置を接続状態としたときには、第１の回転軸の回転と第２の回転軸の回転とが合成された状態で出力軸に伝達され、高速走行用の油圧モータと低速走行用の油圧モータとによって各車輪を低速かつ高トルクで回転させることができる構成となっている（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９５８１３号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００６／１２６６４６号パンフレット
【発明の概要】
【０００７】
ところで、上述した特許文献２の従来技術による動力伝達装置においては、第１の回転軸に対し中間歯車を固定して設けると共に、第２の回転軸に対し軸受を介してカウンタ歯車を相対回転可能に配置している。このカウンタ歯車は第１の回転軸に取付けた中間歯車に常時噛合し、第２の回転軸とカウンタ歯車との間にはクラッチ装置を設ける構成としている。
【０００８】
これにより、クラッチ装置を接続状態として第２の回転軸とカウンタ歯車とを接続したときには、第１の回転軸の回転と第２の回転軸の回転とを合成した状態で出力軸に伝達することができる。一方、クラッチ装置を非接続状態として第２の回転軸とカウンタ歯車との接続を解除したときには、第２の回転軸の回転のみを出力軸に伝達することができる。
【０００９】
ところで、特許文献２によると、第２の回転軸に設けられたカウンタ歯車と第１の回転軸に設けられた中間歯車とは常時噛合している。このため、カウンタ歯車と中間歯車とは、通常、噛合時の騒音を低減するためにヘリカル歯車（はすば歯車）を用いて形成されている。
【００１０】
一方、ホイールローダを走行させて積上げた土砂にバケットを突込むような掘削作業を行うときには、土砂の抵抗によってホイールローダの走行速度が低下する。このため、第１，第２の回転軸の回転数が最小（ほぼ０）となり、トルクが最大となるような運転状態（ストール運転状態）が繰返される。このストール運転状態においては、ヘリカル歯車によって構成されたカウンタ歯車と中間歯車との噛合部に対して大きなスラスト荷重が作用し、このスラスト荷重は、第２の回転軸とカウンタ歯車との間に設けられた軸受に伝わるようになる。
【００１１】
この結果、第２の回転軸とカウンタ歯車との間に設けられる軸受として、例えば玉軸受を用いた場合には、カウンタ歯車から繰返してスラスト荷重を受けることにより、早期に損傷してしまうという問題がある。
【００１２】
一方、例えばラジアルニードル軸受とスラストニードル軸受とを組合せて用いた場合には、カウンタ歯車からのスラスト荷重を適正に受けることができる。しかし、カウンタ歯車の回転に各ニードル軸受のニードルが追従しきれずに滑りを生じ、カウンタ歯車の円滑な回転が阻害されるという問題がある。
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、カウンタ歯車を、第１の回転軸に対して円滑に回転させることができるようにした動力伝達装置を提供することを目的としている。
【００１４】
（１）．上述した課題を解決するため本発明は、筒状のケーシングと、該ケーシング内に回転可能に支持され低速回転する第１の油圧モータによって駆動される第１の回転軸と、前記ケーシング内に前記第１の回転軸と並列に並んで回転可能に支持されると共に駆動歯車が設けられ、高速回転する第２の油圧モータによって駆動される第２の回転軸と、前記ケーシング内に前記第２の回転軸と並列に並んで回転可能に支持されると共に従動歯車が設けられ、該従動歯車が前記駆動歯車と噛合することにより前記第２の回転軸の回転が伝達される出力軸と、前記第１の回転軸の回転と前記第２の回転軸の回転を合成して前記出力軸に伝える接続状態と、前記第２の回転軸の回転を前記出力軸に伝える非接続状態とに切換えられるクラッチ装置とを備えてなる動力伝達装置に適用される。
【００１５】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記第２の回転軸には、中間歯車を固定して設け、前記第１の回転軸の外周側には、前記中間歯車に噛合するカウンタ歯車を配置し、該カウンタ歯車と前記第１の回転軸との間には、前記カウンタ歯車を前記第１の回転軸に対して相対回転可能に支持する軸受装置を設け、前記クラッチ装置は前記第１の回転軸と前記カウンタ歯車との間に配置し、前記軸受装置は、前記カウンタ歯車と前記中間歯車との噛合部に対応する位置に配置し、かつ前記軸受装置は、複数個のアンギュラ玉軸受を組合せて前記第１の回転軸の軸方向に沿って配置したことにある。
【００１６】
中間歯車を高速回転する第２の回転軸に設け、カウンタ歯車を軸受装置を介して低速回転する第１の回転軸に設ける構成としている。従って、クラッチ装置によって第１の回転軸とカウンタ歯車とを非接続状態とした場合には、複数個のアンギュラ玉軸受を組合せた軸受装置によって、カウンタ歯車を第１の回転軸に対して相対回転可能に支持することができる。従って、カウンタ歯車が、例えば１００００ｒｐｍを超えるような高速で回転する場合でも、転動体（ボール）が滑りを生じることなくカウンタ歯車の回転に適正に追従することができるので、カウンタ歯車を円滑に高速回転させることができる。
【００１７】
一方、カウンタ歯車と中間歯車との噛合部に対応する位置に軸受装置を配置している。このため、例えばストール運転状態においてカウンタ歯車と中間歯車との噛合部に大きなスラスト荷重が発生し、このスラスト荷重がカウンタ歯車を介して軸受装置に作用する場合でも、このスラスト荷重を各アンギュラ玉軸受によって確実に受けることができる。
【００１８】
これにより、フレッチング摩耗等の異常摩耗及びレース面への乗り上げによる圧痕を確実に抑えることができ、軸受装置の寿命を延ばすことができる。この結果、軸受装置によって、カウンタ歯車の高速回転と、スラスト荷重に対する耐久性とを両立させることができるので、動力伝達装置の寿命を延ばすことができ、その信頼性を高めることができる。
【００１９】
（２）．本発明によると、前記軸受装置は、２組の並列組合せ軸受を互いに背面組合せしてなる４個並列／背面組合せ軸受として構成したことにある。
【００２０】
このように構成したことにより、２組の並列組合せ軸受を互いに背面組合せしてなる４個並列／背面組合せ軸受により構成した軸受装置を、第１の回転軸の軸方向に沿って配置することができる。これにより、第１の回転軸とカウンタ歯車との間に形成されるスペースが小さく制限される場合でも、各アンギュラ玉軸受によってカウンタ歯車を確実に支持することができる。従って、動力伝達装置全体の小型化を図ることができ、製造コストの低減にも寄与することができる。
【００２１】
（３）．本発明は、前記軸受装置は、前記第１の回転軸に螺着されたナットを用いて前記各アンギュラ玉軸受に対し定位置予圧を付与した状態で、前記第１の回転軸と前記カウンタ歯車との間に配置する構成としたことにある。
【００２２】
このような構成によると、ナットを締付けることにより、各アンギュラ玉軸受に対して定位置予圧を付与し、軸受装置の剛性を高めることができる。これにより、例えばストール運転状態が繰返される場合でも、カウンタ歯車に作用する大きなスラスト荷重を、軸受装置によって確実に受けることができる。この結果、大きなスラスト荷重を受けるカウンタ歯車を長期に亘って円滑に回転させることができ、動力伝達装置の信頼性を高めることができる。
【００２３】
（４）．本発明は、前記軸受装置は、スプリングを用いて前記各アンギュラ玉軸受に対し定圧予圧を付与した状態で、前記第１の回転軸と前記カウンタ歯車との間に配置する構成としたことにある。
【００２４】
このように構成したことにより、各アンギュラ玉軸受に対してスプリングを用いて定圧予圧を付与することにより、カウンタ歯車が高速で回転する場合でも、このカウンタ歯車の回転に各アンギュラ玉軸受を適正に追従させ、円滑に回転させることができる。この結果、高速回転するカウンタ歯車と第１の回転軸とを軸受装置によって円滑に相対回転させることができ、動力伝達装置の信頼性を高めることができる。
【００２５】
（５）．本発明は、前記カウンタ歯車と前記ケーシングとの間には、前記各油圧モータの停止時には前記カウンタ歯車に対して制動力を付与し、前記各油圧モータの作動時には前記カウンタ歯車に対する制動力を解除するブレーキ装置を設ける構成としたことにある。
【００２６】
このように構成したことにより、第１，第２の油圧モータが停止しているときには、ブレーキ装置がカウンタ歯車に対して制動力を付与することができる。この結果、カウンタ歯車に噛合する中間歯車を介して第２の回転軸に制動力が作用し、この制動力が駆動歯車に噛合する従動歯車に作用することにより、出力軸の回転を禁止することができる。この場合、ブレーキ装置は、第１の回転軸に対して相対回転可能となったカウンタ歯車に対して制動力を付与するので、例えば第１の回転軸や第２の回転軸に対して直接的に制動力を付与する場合に比較して、制動トルクを小さく抑えることができ、ブレーキ装置を小型化することができる。
【００２７】
（６）．本発明は、前記クラッチ装置は、前記第１の回転軸と一体に回転する複数の回転軸側プレートと前記カウンタ歯車と一体に回転する複数の歯車側プレートとを有し、前記ブレーキ装置は、前記ケーシングに設けられた複数のケーシング側プレートと、前記カウンタ歯車と一体に回転する複数の歯車側プレートとを有し、前記カウンタ歯車は、前記軸受装置を介して前記第１の回転軸の外周側に配置され軸方向に延びる円筒部と、該円筒部の外周側に設けられ前記中間歯車に噛合する歯車部と、前記円筒部の軸方向の両側にそれぞれ設けられたプレート取付部とにより構成し、前記円筒部の軸方向の一側に設けられた前記プレート取付部には前記クラッチ装置の前記各歯車側プレートを設け、前記円筒部の軸方向の他側に設けられた前記プレート取付部には前記ブレーキ装置の前記各歯車側プレートを設ける構成としたことにある。
【００２８】
この構成によると、カウンタ歯車を構成する円筒部の軸方向の一側に、クラッチ装置の各歯車側プレートを設け、円筒部の軸方向の他側にブレーキ装置の各歯車側プレートを設けることにより、クラッチ装置とブレーキ装置とを第１の回転軸の軸線上に同軸に配置することができる。この結果、クラッチ装置とブレーキ装置とを収容するスペースを小さく抑えることができ、動力伝達装置全体の小型化を図ることができる。
【００２９】
（７）．本発明は、前記ケーシング内には第１の回転軸、第２の回転軸および出力軸を並列に並んで配置し、前記中間歯車と前記カウンタ歯車と前記軸受装置とは、前記第１，第２の回転軸と前記出力軸の軸線と直交する同一平面内で、前記ケーシング内に配置し、前記駆動歯車と前記従動歯車と前記クラッチ装置とは、前記中間歯車および前記カウンタ歯車と隣接して前記第１，第２の回転軸と前記出力軸の軸線と直交する同一平面内で、前記ケーシング内に配置し、前記ブレーキ装置は、前記カウンタ歯車を挟んで前記クラッチ装置とは反対側に位置して、前記ケーシング内に配置する構成としたことにある。
【００３０】
このように構成したことにより、中間歯車とカウンタ歯車とが噛合するスペースを利用して軸受装置を配置し、駆動歯車と従動歯車とが噛合するスペースを利用してクラッチ装置を配置することができる。この結果、各回転軸および出力軸の軸線に沿ったケーシングの軸方向寸法を小さく抑えることができ、動力伝達装置全体を一層小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による動力伝達装置を示す断面図である。
【図２】図１中の軸受装置、第１の回転軸、カウンタ歯車、クラッチ装置、ブレーキ装置等を示す拡大断面図である。
【図３】図２中の軸受装置等の要部を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【図４】第１，第２の油圧モータ、動力伝達装置のクラッチ装置、ブレーキ装置等を含む油圧回路図である。
【図５】第２の実施の形態による軸受装置、第１の回転軸、カウンタ歯車、クラッチ装置、ブレーキ装置等を示す図２と同様な拡大断面図である。
【図６】図５中の軸受装置等の要部を拡大して示す要部拡大の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る動力伝達装置の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３３】
まず、図１ないし図４は本発明に係る動力伝達装置の第１の実施の形態を示している。
【００３４】
図中、１は動力伝達装置を示し、該動力伝達装置１は、例えばホイールローダ、ホイール式ショベル等のホイール式建設機械の走行装置に用いられるものである。この動力伝達装置１は、後述の油圧閉回路（ＨＳＴ回路）を構成する第１の油圧モータ３０と第２の油圧モータ３１の回転を、走行用の車輪（ホイール）を駆動するための出力軸１６に伝達するものである。ここで、動力伝達装置１は、後述のケーシング２、第１の回転軸６、第２の回転軸１０、駆動歯車１４、中間歯車１５、出力軸１６、従動歯車１９、カウンタ歯車２０、クラッチ装置２１、ブレーキ装置２２、軸受装置２３等により構成されている。
【００３５】
２は動力伝達装置１の外殻をなすケーシングで、該ケーシング２は、全体として中空な筒状体として形成され、後述する第１，第２の回転軸６，１０、出力軸１６を回転可能に支持している。ケーシング２の内部には、後述の駆動歯車１４、中間歯車１５、従動歯車１９、カウンタ歯車２０、クラッチ装置２１、ブレーキ装置２２、軸受装置２３等が収容されている。ケーシング２は、前，後方向の前側に位置するフロントケーシング３と、後側に位置するリヤケーシング４と、該リヤケーシング４の後側に取付けられるリヤカバー５とにより大略構成されている。
【００３６】
ここで、フロントケーシング３の上端側には、後述する第１の回転軸６の前部側を支持する軸支持部３Ａが設けられ、フロントケーシング３の上，下方向の中間部には、後述する第２の回転軸１０の前部側を支持する軸支持部３Ｂが設けられ、フロントケーシング３の下端側には、後述する出力軸１６の前部側を支持する円筒部３Ｃが設けられている。
【００３７】
一方、リヤケーシング４の上端側には、後述のブレーキ装置２２を収容するブレーキ収容筒部４Ａと、該ブレーキ収容筒部４Ａに開口するブレーキ解除圧導入路４Ｂとが設けられている。リヤケーシング４の上，下方向の中間部には、第２の回転軸１０の後部側を支持する軸支持部４Ｃと、後述する第２の回転軸１０の潤滑油通路１０Ｂに連通する潤滑油導入路４Ｄとが設けられている。また、リヤケーシング４の下端側には、出力軸１６の後部側を支持する軸支持部４Ｅが設けられている。
【００３８】
リヤカバー５には、第１の回転軸６の後端部を支持する軸支持部５Ａと、後述するブレーキ装置２２のスプリング２２Ｆを収容する有底のスプリング収容穴５Ｂとが軸方向に形成されている。リヤカバー５の上端側には、後述する第１の回転軸６の環状溝６Ｇに連通するクラッチ圧導入路５Ｃが設けられ、リヤカバー５の後端部には、後述する第１の回転軸６の潤滑油通路６Ｆに連通する潤滑油導入路５Ｄが設けられている。
【００３９】
次に、ケーシング２に設けられた第１の回転軸６、第２の回転軸１０、駆動歯車１４、中間歯車１５、出力軸１６、従動歯車１９、カウンタ歯車２０等について説明する。
【００４０】
６はケーシング２内に回転可能に設けられた第１の回転軸で、該第１の回転軸６は、前部側が円錐ころ軸受７を介してフロントケーシング３の軸支持部３Ａに支持され、後部側が円錐ころ軸受８を介してリヤカバー５の軸支持部５Ａに支持されている。第１の回転軸６の前端部には軸スプライン部６Ａが形成され、この軸スプライン部６Ａは、フロントケーシング３から前方に突出し、後述する第１の油圧モータ３０にスプライン結合される構成となっている。
【００４１】
図２に示すように、第１の回転軸６の軸方向中間部には、後述の軸受装置２３が取付けられる段付き円柱状の軸受取付部６Ｂと、後述のナット２７が螺着される雄ねじ部６Ｃとが設けられている。さらに、第１の回転軸６の軸スプライン部６Ａと軸受取付部６Ｂとの間には、後述のクラッチ装置２１が取付けられる鍔状のクラッチ取付部６Ｄが設けられている。
【００４２】
一方、第１の回転軸６の内部には、クラッチ圧通路６Ｅと潤滑油通路６Ｆとが、それぞれ軸方向に貫通して設けられている。クラッチ圧通路６Ｅの前，後方向の両端部はプラグ９により閉塞されている。一方、潤滑油通路６Ｆの前端部はプラグ９によって閉塞され、潤滑油通路６Ｆの後端部は、リヤカバー５の潤滑油導入路５Ｄに向けて開口している。
【００４３】
第１の回転軸６の後端部外周側には、環状溝６Ｇが全周に亘って凹設され、第１の回転軸６のクラッチ圧通路６Ｅとリヤカバー５のクラッチ圧導入路５Ｃとが、環状溝６Ｇを介して連通する構成となっている。第１の回転軸６の内部には、クラッチ圧通路６Ｅから径方向に延びる１本のクラッチ圧導出路６Ｈが設けられると共に、潤滑油通路６Ｆから径方向に延びる４本の潤滑油導出路６Ｉが設けられている。
【００４４】
１０は第１の回転軸６と並列に並んでケーシング２内に回転可能に設けられた第２の回転軸で、該第２の回転軸１０は、第１の回転軸６の下側に隣接して配置されている。第２の回転軸１０は、その前部側が円錐ころ軸受１１を介してフロントケーシング３の軸支持部３Ｂに支持され、後部側が円錐ころ軸受１２を介してリヤケーシング４の軸支持部４Ｃに支持されている。第２の回転軸１０の前端部には軸スプライン部１０Ａが形成され、この軸スプライン部１０Ａは、フロントケーシング３から前方に突出し、後述する第２の油圧モータ３１にスプライン結合される構成となっている。
【００４５】
ここで、第２の回転軸１０の内部には、潤滑油通路１０Ｂが軸方向に貫通して設けられ、この潤滑油通路１０Ｂの前端部はプラグ１３によって閉塞され、潤滑油通路１０Ｂの後端部は、リヤケーシング４の潤滑油導入路４Ｄに向けて開口している。また、第２の回転軸１０の軸方向両端には、潤滑油通路１０Ｂから径方向に延びる２本の潤滑油導出路１０Ｃが設けられている。
【００４６】
１４は第２の回転軸１０の軸方向中間部に固定して設けられた駆動歯車で、該駆動歯車１４は、第２の回転軸１０に一体形成され、該第２の回転軸１０と一体に回転するものである。駆動歯車１４は、後述する出力軸１６の従動歯車１９に常時噛合することにより、第２の回転軸１０の回転を、従動歯車１９を介して出力軸１６に伝達する構成となっている。
【００４７】
１５は駆動歯車１４と同軸に第２の回転軸１０に設けられた中間歯車である。この中間歯車１５は、駆動歯車１４の後側に隣接して配置され、例えばスプライン結合等の手段を用いて第２の回転軸１０に固定的に取付けられている。一方、中間歯車１５は、後述のカウンタ歯車２０に常時噛合している。
【００４８】
１６は第２の回転軸１０と並列に並んでケーシング２内に回転可能に設けられた出力軸である。この出力軸１６は、第２の回転軸１０の下側に隣接して配置され、第１の回転軸６、第２の回転軸１０の回転を外部の車軸（図示せず）に出力するものである。ここで、出力軸１６は、その前部側が円錐ころ軸受１７を介してフロントケーシング３の円筒部３Ｃに支持され、後部側が円錐ころ軸受１８を介してリヤケーシング４の軸支持部４Ｅに支持されている。出力軸１６の前，後方向の両端部には、それぞれ接続フランジ１６Ａ，１６Ｂが取付けられ、前端側の接続フランジ１６Ａはフロントケーシング３から前方に突出し、後端側の接続フランジ１６Ｂはリヤケーシング４から後方に突出している。
【００４９】
１９は出力軸１６の軸方向中間部に固定して設けられた従動歯車で、該従動歯車１９は、出力軸１６に一体形成され、該出力軸１６と一体に回転するものである。この場合、従動歯車１９は駆動歯車１４に常時噛合しており、出力軸１６は、常に第２の回転軸１０と一緒に回転する構成となっている。
【００５０】
２０は後述の軸受装置２３を介して第１の回転軸６の外周側に配置されたカウンタ歯車で、該カウンタ歯車２０は、第２の回転軸１０に固定された中間歯車１５に常時噛合している。ここで、図２に示すように、カウンタ歯車２０は、第１の回転軸６の軸方向に延びる円筒部２０Ａと、該円筒部２０Ａの軸方向中間部の外周側に設けられ、中間歯車１５に噛合する歯車部２０Ｂとにより構成されている。
【００５１】
この場合、カウンタ歯車２０は、中間歯車１５と常時噛合することにより、例えば１００００ｒｐｍを超えるような高速で回転する。このため、カウンタ歯車２０の歯車部２０Ｂと中間歯車１５とは、噛合時の騒音を低減するためにヘリカル歯車（はすば歯車）によって構成されている。カウンタ歯車２０を構成する円筒部２０Ａの軸方向の一側（前側）は、後述するクラッチ装置２１の各歯車側プレート２１Ｃが取付けられる前側プレート取付部２０Ｃとなり、円筒部２０Ａの軸方向の他側（後側）は、後述するブレーキ装置２２の各歯車側プレート２２Ｂが取付けられる後側プレート取付部２０Ｄとなっている。
【００５２】
ここで、カウンタ歯車２０と中間歯車１５とは、第１，第２の回転軸６，１０および出力軸１６の軸線と直交する同一平面内に配置されている。一方、駆動歯車１４と従動歯車１９とは、中間歯車１５およびカウンタ歯車２０に隣接して、第１，第２の回転軸６，１０および出力軸１６の軸線と直交する同一平面内に配置されている。
【００５３】
次は、クラッチ装置２１とブレーキ装置２２との構成について説明する。
【００５４】
２１は第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間に設けられたクラッチ装置である。このクラッチ装置２１は、例えば湿式多板型クラッチからなり、カウンタ歯車２０に対して第１の回転軸６を接続し、または接続を解除するものである。なお、クラッチ装置２１は駆動歯車１４の上方に配置され、これらクラッチ装置２１と駆動歯車１４と従動歯車１９とは、ケーシング２内の同一平面内に配置されている。
【００５５】
ここで、図２に示すように、クラッチ装置２１は、第１の回転軸６のクラッチ取付部６Ｄに固定された大径な円筒状のクラッチケース２１Ａと、クラッチケース２１Ａの内周側に配置された複数枚の円板状の回転軸側プレート２１Ｂと、カウンタ歯車２０に設けられた前側プレート取付部２０Ｃの外周側に配置された複数枚の円板状の歯車側プレート２１Ｃと、クラッチケース２１Ａの内周側に軸方向に移動可能に設けられたピストン２１Ｄと、クラッチケース２１Ａとピストン２１Ｄとの間に形成された油室２１Ｅと、クラッチケース２１Ａの内周側に設けられ、回転軸側プレート２１Ｂと歯車側プレート２１Ｃの軸方向の移動を規制するバックアップリング２１Ｆとにより大略構成されている。
【００５６】
この場合、各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとは、第１の回転軸６の軸方向に交互に重なり合う状態で配置され、互いに対向する面には摩擦フェーシングが設けられている。各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとの間には、それぞれ座金状のリターンスプリング（図示せず）が設けられ、回転軸側プレート２１Ｂと歯車側プレート２１Ｃとは、常時はリターンスプリングによって非接触状態を保つ構成となっている。
【００５７】
後述する油圧ポンプ３５からの圧油（クラッチ圧油）が、第１の回転軸６のクラッチ圧通路６Ｅ、クラッチ圧導出路６Ｈ等を通じてクラッチ装置２１の油室２１Ｅに供給されると、ピストン２１Ｄが、各リターンスプリング（図示せず）に抗して各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとをバックアップリング２１Ｆに向けて軸方向に押圧する。これにより、回転軸側プレート２１Ｂと歯車側プレート２１Ｃとが摩擦係合して一体化するので、カウンタ歯車２０に対して第１の回転軸６が接続され、第１の回転軸６の回転を、カウンタ歯車２０を介して中間歯車１５に伝達することができる構成となっている。
【００５８】
一方、油室２１Ｅに対するクラッチ圧油の供給が停止されたときには、リターンスプリングによって各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとが互いに離間して非接触状態を保つ。これにより、カウンタ歯車２０と第１の回転軸６との間は接続が解除（非接続）され、第１の回転軸６からカウンタ歯車２０への回転の伝達が遮断される構成となっている。
【００５９】
２２はカウンタ歯車２０とケーシング２との間に設けられたブレーキ装置である。このブレーキ装置２２は、例えば湿式多板型のネガティブブレーキからなり、後述する第１，第２の油圧モータ３０，３１の停止時にはカウンタ歯車２０に対して制動力を付与し、第１，第２の油圧モータ３０，３１の作動時にはカウンタ歯車２０に対する制動力を解除するものである。なお、ブレーキ装置２２は、カウンタ歯車２０を挟んでクラッチ装置２１とは反対側でケーシング２内に配置されている。
【００６０】
ここで、図２に示すように、ブレーキ装置２２は、リヤケーシング４に設けられたブレーキ収容筒部４Ａの内周側に配置された複数枚の円板状のケーシング側プレート２２Ａと、カウンタ歯車２０に設けられた後側プレート取付部２０Ｄの外周側に配置された複数枚の円板状の歯車側プレート２２Ｂと、ブレーキ収容筒部４Ａの内周側に軸方向に移動可能に設けられたピストン２２Ｃと、ブレーキ収容筒部４Ａとピストン２２Ｃとの間に形成された油室２２Ｄと、ブレーキ収容筒部４Ａの内周側に設けられ、ケーシング側プレート２２Ａと歯車側プレート２２Ｂの軸方向の移動を規制するバックアップリング２２Ｅと、リヤカバー５のスプリング収容穴５Ｂ内に配置され、ピストン２２Ｃをバックアップリング２２Ｅに向けて常時付勢するスプリング２２Ｆとにより大略構成されている。
【００６１】
この場合、各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとは、第１の回転軸６の軸方向に交互に重り合う状態で配置され、互いに対向する面には摩擦フェーシングが設けられている。各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとは、スプリング２２Ｆによって付勢されたピストン２２Ｃに押圧されることにより摩擦係合し、カウンタ歯車２０に対して制動力が付与される構成となっている。
【００６２】
即ち、後述する油圧ポンプ２８からの圧油（ブレーキ解除圧油）が、リヤケーシング４のブレーキ解除圧導入路４Ｂを通じてブレーキ装置２２の油室２２Ｄに供給されると、ピストン２２Ｃは、スプリング２２Ｆに抗して各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとをリヤカバー５に向けて軸方向に押圧する。これにより、各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとが互いに離間して非接触状態を保つようになり、カウンタ歯車２０に対する制動力を解除することができる構成となっている。
【００６３】
一方、油室２２Ｄに対するブレーキ解除圧油の供給が停止されたときには、スプリング２２Ｆによって各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとが摩擦係合することにより、カウンタ歯車２０に対して制動力を付与することができる構成となっている。
【００６４】
次に、第１の実施の形態に適用される軸受装置２３について説明する。
【００６５】
２３は第１の回転軸６の軸受取付部６Ｂとカウンタ歯車２０の円筒部２０Ａとの間に設けられた軸受装置で、該軸受装置２３は、第１の回転軸６に対してカウンタ歯車２０を相対回転可能に支持するものである。また、軸受装置２３は、カウンタ歯車２０と中間歯車１５との噛合部に対応する位置に配置され、これら軸受装置２３とカウンタ歯車２０と中間歯車１５とは、ケーシング２内で各回転軸６，１０および出力軸１６の軸線と直交する同一平面内に配置されている。図３に示すように、この軸受装置２３は、４個のアンギュラ玉軸受２４を組合せることにより構成されるもので、以下、具体的に説明する。
【００６６】
ここで、アンギュラ玉軸受２４は、軸受取付部６Ｂの外周面に圧入される内輪２４Ａと、円筒部２０Ａの内周面にすきまばめされる外輪２４Ｂと、内輪２４Ａと外輪２４Ｂとの間に転動可能に設けられた複数のボール（転動体）２４Ｃとにより構成されている。このアンギュラ玉軸受２４は、内輪２４Ａとボール２４Ｃとの接触点と外輪２４Ｂとボール２４Ｃとの接触点とを結ぶ直線が、ラジアル方向（第１の回転軸６の軸方向と直交する方向）に対してある角度（接触角）だけ傾くことにより、スラスト方向（第１の回転軸６の軸方向）の荷重に対して大きな剛性を有するものである。
【００６７】
この場合、軸受装置２３は、２個のアンギュラ玉軸受２４の正面と背面を向い合せて組合わせ（並列組合せ）した１組の並列組合せ軸受２３Ａと、同じく２個のアンギュラ玉軸受２４を並列組合せした１組の並列組合せ軸受２３Ｂと、を互いに背面を向い合せて組合わせ（背面組合せ）する。即ち、軸受装置２３は、これら２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂを互いに背面組合せすることにより、全体として４個のアンギュラ玉軸受２４からなる４個並列／背面組合せ軸受として構成されている。さらに、軸受装置２３は、カウンタ歯車２０と中間歯車１５との噛合部に対応する位置で、第１の回転軸６の軸方向に沿って配置され、後述のナット２７によって軸方向に予圧される構成となっている。
【００６８】
２５は背面組合せされた２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂ間に配置された円筒状の内輪側スペーサである。この内輪側スペーサ２５は、２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂを挟んだ状態で、第１の回転軸６の軸受取付部６Ｂ外周側に挿嵌される。従って、内輪側スペーサ２５は、２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂ間で、隣合うアンギュラ玉軸受２４の内輪２４Ａにそれぞれ当接することにより、その間隔を設定するものである。
【００６９】
２６は背面組合せされた２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂ間に配置された円筒状の外輪側スペーサである。この外輪側スペーサ２６は、２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂを挟んだ状態で、カウンタ歯車２０の円筒部２０Ａ内周側に挿嵌される。従って、外輪側スペーサ２６は、２組の並列組合せ軸受２３Ａ，２３Ｂ間で、隣合うアンギュラ玉軸受２４の外輪２４Ｂにそれぞれ当接することにより、その間隔を設定するものである。この場合、図３に示すように、内輪側スペーサ２５の軸方向寸法Ｌ１は、外輪側スペーサ２６の軸方向寸法Ｌ２よりも大きく設定されている（Ｌ１＞Ｌ２）。
【００７０】
２７は第１の回転軸６の雄ねじ部６Ｃに螺着された予圧用のナットで、該ナット２７は、軸受装置２３を構成する４個のアンギュラ玉軸受２４に対して定位置予圧を付与するものである。ここで、ナット２７は、４個のアンギュラ玉軸受２４のうち最後部に位置するアンギュラ玉軸受２４の内輪２４Ａに当接し、雄ねじ部６Ｃに対する螺入量に応じて各アンギュラ玉軸受２４を軸方向に押圧する構成となっている。
【００７１】
このように、ナット２７を用いて４個のアンギュラ玉軸受２４に対して適度な定位置予圧を付与することにより、これら各アンギュラ玉軸受２４の剛性を高めることができる。この結果、カウンタ歯車２０を支持する軸受装置２３の剛性を高めることができ、カウンタ歯車２０に作用する大きなスラスト荷重を軸受装置２３によって確実に受けることができる構成となっている。
【００７２】
次に、第１の回転軸６を駆動する第１の油圧モータ３０、第２の回転軸１０を駆動する第２の油圧モータ３１、クラッチ装置２１、ブレーキ装置２２を含む油圧回路について、図４を参照しつつ説明する。
【００７３】
図中、２８は可変容量型の油圧ポンプで、該油圧ポンプ２８は、エンジン２９によって駆動されることにより、後述する第１，第２の油圧モータ３０，３１に向けて作動用の圧油を吐出するものである。
【００７４】
３０は低速走行用の第１の油圧モータで、該第１の油圧モータ３０は、ホイール式建設機械の車輪（いずれも図示せず）を低速、高トルクで回転駆動するものである。第１の油圧モータ３０は、図１に示す動力伝達装置１のフロントケーシング３に固定され、第１の回転軸６の軸スプライン部６Ａにスプライン結合される構成となっている。
【００７５】
３１は高速走行用の第２の油圧モータで、該第２の油圧モータ３１は、ホイール式建設機械の車輪を高速、低トルクで回転駆動するものである。第２の油圧モータ３１は、動力伝達装置１のフロントケーシング３に固定され、第２の回転軸１０の軸スプライン部１０Ａにスプライン結合される構成となっている。
【００７６】
３２，３３は油圧ポンプ２８と第１の油圧モータ３０との間、および油圧ポンプ２８と第２の油圧モータ３１との間を接続する一対の主管路である。これら各主管路３２，３３は、第１，第２の油圧モータ３０，３１を油圧ポンプ２８に対して並列に接続している。これにより、油圧ポンプ２８から吐出した圧油は、主管路３２，３３を通じて第１，第２の油圧モータ３０，３１に同時に供給される構成となっている。これら油圧ポンプ２８、第１，第２の油圧モータ３０，３１、各主管路３２，３３は、油圧閉回路（hydrostatic  transmission：ＨＳＴ回路）を構成している。
【００７７】
３４は主管路３２を流れる圧油の一部をブレーキ解除圧油としてブレーキ装置２２に供給するブレーキ解除圧通路である。このブレーキ解除圧通路３４の一端側は、油圧ポンプ２８及び後述の油圧ポンプ３５とは異なる第３の油圧ポンプ（図示せず）に接続され、ブレーキ解除圧通路３４の他端側は、図１等に示すリヤケーシング４のブレーキ解除圧導入路４Ｂに接続されている。油圧ポンプ２８によって第１，第２の油圧モータ３０，３１が作動するときには、前記第３の油圧ポンプからブレーキ解除圧通路３４を通じてブレーキ装置２２の油室２２Ｄ内にブレーキ解除用圧油が供給される構成となっている。
【００７８】
３５は他の油圧ポンプで、該油圧ポンプ３５は、動力伝達装置１のケーシング２内に貯溜されたドレン油の一部を、クラッチ装置２１に供給されるクラッチ用圧油として油通路３６に吐出するものである。
【００７９】
３７は油圧ポンプ３５とクラッチ装置２１との間に位置して油通路３６の途中に設けられた３ポート２位置の油圧パイロット式の方向制御弁である。この方向制御弁３７は、油圧パイロット部３７Ａにパイロット圧が入力されないときには弁位置（ａ）を保持し、パイロット圧が入力されたときには弁位置（ｂ）に切換るものである。方向制御弁３７が弁位置（ｂ）に切換えられたときには、油圧ポンプ３５から吐出したクラッチ用圧油が、油通路３６を通じてリヤカバー５のクラッチ圧導入路５Ｃに導入され、第１の回転軸６の環状溝６Ｇ、クラッチ圧通路６Ｅ、クラッチ圧導出路６Ｈを通じてクラッチ装置２１の油室２１Ｅ内に供給される構成となっている。
【００８０】
３８は油通路３６の途中に設けられた３ポート２位置の電磁パイロット式の方向切換弁である。この方向制御弁３８の電磁パイロット部３８Ａは、クラッチ装置２１の接続状態と非接続状態とを切換えるスイッチ（図示せず）に接続されている。このスイッチをクラッチ接続側に切換えたときに電磁パイロット部３８Ａに信号が入力されることにより、方向制御弁３８は、弁位置（ｃ）から弁位置（ｄ）に切換り、方向制御弁３７の油圧パイロット部３７Ａにパイロット圧が入力される構成となっている。
【００８１】
３９は油圧ポンプ３５と方向制御弁３８との間に位置して油通路３６の途中に設けられたリリーフ弁で、該リリーフ弁３９は、油通路３６内の圧力が設定圧を超えたときに油通路３６内の圧油を潤滑油として油通路４０に導出するものである。油通路４０から導出された潤滑油は、リヤカバー５の潤滑油導入路５Ｄを通じて第１の回転軸６の潤滑油通路６Ｆに導かれた後、各潤滑油導出路６Ｉを通じて円錐ころ軸受７，８、クラッチ装置２１、軸受装置２３に供給される。一方、油通路４０から導出された他の潤滑油は、リヤケーシング４の潤滑油導入路４Ｄを通じて第２の回転軸１０の潤滑油通路１０Ｂに導かれた後、各潤滑油導出路１０Ｃを通じて円錐ころ軸受１１，１２に供給される構成となっている。
【００８２】
第１の実施の形態による動力伝達装置１は上述の如き構成を有するもので、以下、動力伝達装置１を搭載したホイールローダ（図示せず）の走行時における動力伝達装置１の作動について説明する。
【００８３】
ホイールローダが停止し、図４に示すエンジン２９が非作動状態にあるときには、油圧ポンプ２８から圧油が吐出しないため、第１，第２の油圧モータ３０，３１は停止状態を保ち、ブレーキ装置２２の油室２２Ｄに対するブレーキ解除圧油の供給も停止されている。このため、ブレーキ装置２２の各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとが、スプリング２２Ｆに押圧されて互いに摩擦係合することにより、カウンタ歯車２０に対して制動力が付与される。
【００８４】
従って、カウンタ歯車２０に噛合する中間歯車１５を介して第２の回転軸１０に制動力が作用し、この制動力が駆動歯車１４に噛合する従動歯車１９を介して出力軸１６に作用する。この結果、ホイールローダの車輪（図示せず）を駆動するための出力軸１６の回転を禁止することができ、ホイールローダを停止（駐車）させておくことができる。
【００８５】
この場合、ブレーキ装置２２は、第１の回転軸６に対して相対回転可能に設けられたカウンタ歯車２０に対して制動力を付与するので、例えば第１の回転軸６や第２の回転軸１０に対して直接的に制動力を付与する場合に比較して、制動トルクを小さく抑えることができる。この結果、ブレーキ装置２２を小型化することができ、この分、動力伝達装置１全体を小型化することができる。
【００８６】
次に、例えばホイールローダが一般道路等を走行するときには、エンジン２９によって油圧ポンプ２８が駆動されることにより、油圧ポンプ２８から主管路３２，３３を通じての第１，第２の油圧モータ３０，３１に作動用の圧油が供給される。
【００８７】
油圧ポンプ２８から吐出した圧油の一部が、ブレーキ解除圧通路３４を通じてリヤケーシング４のブレーキ解除圧導入路４Ｂに供給され、このブレーキ解除圧油が、ブレーキ装置２２の油室２２Ｄ内に供給される。これにより、ピストン２２Ｃが、スプリング２２Ｆに抗して各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとをリヤカバー５に向けて軸方向に押圧する。この結果、各ケーシング側プレート２２Ａと各歯車側プレート２２Ｂとが互いに離間して非接触状態を保つようになり、カウンタ歯車２０に対する制動力を解除することができる。
【００８８】
ここで、ホイールローダが一般道路等を走行するときには、動力伝達装置１の出力軸１６を高速回転させる必要がある。このため、クラッチ装置２１の接続状態と非接続状態とを切換えるスイッチ（図示せず）をクラッチ非接続側とする。これにより、図４に示す方向制御弁３８は弁位置（ｃ）を保持し、方向制御弁３７も弁位置（ａ）を保持する。これにより、クラッチ装置２１の油室２１Ｅに対するクラッチ圧油の供給が停止され、各回転軸側プレート２１Ｂと各歯車側プレート２１Ｃとは、リターンスプリング（図示せず）によって互いに離間して非接触状態を保つようになる。この結果、カウンタ歯車２０と第１の回転軸６との間の接続が解除され、カウンタ歯車２０は、第１の回転軸６に対して相対回転できるようになる。
【００８９】
このように、ブレーキ装置２２によってカウンタ歯車２０に対する制動力を解除し、クラッチ装置２１によってカウンタ歯車２０と第１の回転軸６との間を非接続とした状態では、第１の回転軸６は、低速走行用の第１の油圧モータ３０によって低速回転し、第２の回転軸１０は、高速走行用の第２の油圧モータ３１によって高速回転する。
【００９０】
第２の回転軸１０の回転は、駆動歯車１４に噛合する従動歯車１９を介して出力軸１６に伝達され、出力軸１６は、第２の回転軸１０の回転速度に対し、駆動歯車１４と従動歯車１９との歯数比に応じた回転速度をもって高速回転する。この結果、ホイールローダを高速走行させることができる。
【００９１】
ここで、クラッチ装置２１は第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間に設けられ、第２の回転軸１０によって出力軸１６が高速回転しているときには、第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間は非接続状態である。一方、カウンタ歯車２０は、第２の回転軸１０に固定された中間歯車１５に噛合することにより、第１の回転軸６とは独立した状態で高速回転（空転）する。即ち、軸受装置２３により、第１の回転軸６とカウンタ歯車２０とは相対回転することができる。
【００９２】
この場合、第１の実施の形態では、軸受装置２３は、第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間に設けられ、２個のアンギュラ玉軸受２４を並列組合せした１組の並列組合せ軸受２３Ａと、同じく２個のアンギュラ玉軸受２４を並列組合せした１組の並列組合せ軸受２３Ｂとを互いに背面組合せすることにより、全体として４個のアンギュラ玉軸受２４からなる４個並列／背面組合せ軸受として構成されている。
【００９３】
これにより、カウンタ歯車２０が、例えば１００００ｒｐｍを超えるような高速で回転する場合でも、各アンギュラ玉軸受２４のボール２４Ｃが滑りを生じることなく、カウンタ歯車２０の回転に適正に追従することができるので、カウンタ歯車２０を円滑に高速回転させることができる。
【００９４】
なお、クラッチ装置２１が非接続状態にあり、かつ出力軸１６が高速回転している場合に、油通路３６内の圧力が設定圧を超えると、リリーフ弁３９は、油通路３６内の圧油を潤滑油として油通路４０に導出する。油通路４０に導出された潤滑油は、リヤカバー５の潤滑油導入路５Ｄを通じて第１の回転軸６の潤滑油通路６Ｆに導かれると共に、リヤケーシング４の潤滑油導入路４Ｄを通じて第２の回転軸１０の潤滑油通路１０Ｂに導かれる。これにより、第１の回転軸６の潤滑油通路６Ｆに導かれた潤滑油は、各潤滑油導出路６Ｉを通じて円錐ころ軸受７，８、クラッチ装置２１、軸受装置２３に供給され、これらを適正に潤滑する。また、第２の回転軸１０の潤滑油通路１０Ｂに導かれた潤滑油は、各潤滑油導出路１０Ｃを通じて円錐ころ軸受１１，１２に供給され、これらを適正に潤滑する。
【００９５】
次に、例えば掘削作業時にホイールローダを走行させてバケットを土砂に突込むような作業を行うときには、動力伝達装置１の出力軸１６を低速かつ高トルクで回転させる必要がある。このため、掘削作業時には、クラッチ装置２１の接続状態と非接続状態とを切換えるスイッチ（図示せず）をクラッチ接続側に切換える。これにより、図４に示す方向制御弁３８は弁位置（ｄ）に切換り、方向制御弁３７も弁位置（ｂ）に切換わる。
【００９６】
これにより、油圧ポンプ３５からの圧油（クラッチ圧油）は、油通路３６を通じてリヤカバー５のクラッチ圧導入路５Ｃに導かれた後、第１の回転軸６に設けられた環状溝６Ｇ、クラッチ圧通路６Ｅ、クラッチ圧導出路６Ｈを通じてクラッチ装置２１の油室２１Ｅに供給される。このため、回転軸側プレート２１Ｂと歯車側プレート２１Ｃとが、ピストン２１Ｄに押圧されて摩擦係合することにより、カウンタ歯車２０に対して第１の回転軸６を接続することができる。
【００９７】
この結果、第１の回転軸６の回転は、カウンタ歯車２０から中間歯車１５を介して第２の回転軸１０に伝達され、さらに駆動歯車１４から従動歯車１９を介して出力軸１６に伝達される。このように、第１の回転軸６の回転と第２の回転軸１０の回転とが合成された状態で出力軸１６に伝達され、出力軸１６は低速、かつ高トルクで回転することができる。
【００９８】
ここで、第１，第２の回転軸６，１０の回転が合成されて出力軸１６が低速、かつ高トルクで回転しているときには、ヘリカル歯車によって構成されたカウンタ歯車２０と中間歯車１５との噛合部にスラスト方向の荷重が発生し、このスラスト荷重は、カウンタ歯車２０を介して軸受装置２３に作用する。特に、ホイールローダを走行させて積上げた土砂にバケットを突込むような掘削作業を行うときには、土砂の抵抗によってホイールローダの走行速度が低下し、第１，第２の回転軸６，１０（ホイールローダの車輪）の回転数が最小（ほぼ０）となりトルクが最大となるストール運転状態となる。このようなストール運転状態においては、軸受装置２３に対して大きなスラスト荷重が作用する。
【００９９】
これに対し、第１の実施の形態では、軸受装置２３を、４個のアンギュラ玉軸受２４からなる４個並列／背面組合せ軸受として構成し、カウンタ歯車２０と中間歯車１５との噛合部に対応する位置に配置している。これにより、軸受装置２３に大きなスラスト荷重が作用したとしても、このスラスト荷重を各アンギュラ玉軸受２４によって確実に受けることにより、フレッチング摩耗等の異常摩耗及びレース面への乗り上げによる圧痕を確実に抑えることができる。この結果、軸受装置２３の寿命を延ばすことができ、動力伝達装置１の信頼性を高めることができる。
【０１００】
しかも、各アンギュラ玉軸受２４に対し、ナット２７を用いて定位置予圧を付与することにより、軸受装置２３全体の剛性を高めることができる。これにより、例えばストール運転状態が繰返される場合でも、カウンタ歯車２０に作用する大きなスラスト荷重を軸受装置２３によって確実に受けることができる。この結果、大きなスラスト荷重を受けるカウンタ歯車２０を長期に亘って円滑に回転させることができ、動力伝達装置１の信頼性を一層高めることができる。
【０１０１】
かくして、第１の実施の形態によれば、第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間に設けられる軸受装置２３を、４個のアンギュラ玉軸受２４からなる４個並列／背面組合せ軸受として構成し、この軸受装置２３を、カウンタ歯車２０と中間歯車１５との噛合部に対応する位置に配置する構成としている。これにより、カウンタ歯車２０の高速回転と、スラスト荷重に対する耐久性とを両立させることができるので、動力伝達装置１の寿命を延ばすことができ、その信頼性を高めることができる。
【０１０２】
また、複数個のアンギュラ玉軸受２４により構成した軸受装置２３を、第１の回転軸６の軸方向に沿って配置することにより、第１の回転軸６とカウンタ歯車２０との間に形成されるスペースが小さく制限される場合でも、各アンギュラ玉軸受２４によってカウンタ歯車２０を確実に支持することができる。これにより、動力伝達装置１全体の小型化を図ることができ、製造コストの低減にも寄与することができる。
【０１０３】
一方、第１の実施の形態では、カウンタ歯車２０とケーシング２との間にブレーキ装置２２を設け、ブレーキ装置２２は、第１の回転軸６に対して相対回転可能に設けられたカウンタ歯車２０に対して制動力を付与する構成としている。これにより、例えば第１の回転軸６や第２の回転軸１０に対して直接的に制動力を付与する場合に比較して、制動トルクを小さく抑えることができる。この結果、ブレーキ装置２２を小型化することができ、この分、動力伝達装置１全体を小型化することができる。
【０１０４】
さらに、第１の実施の形態では、カウンタ歯車２０を構成する円筒部２０Ａの軸方向の両端側に、前側プレート取付部２０Ｃと後側プレート取付部２０Ｄとを設け、前側プレート取付部２０Ｃにはクラッチ装置２１の各歯車側プレート２１Ｃを設け、後側プレート取付部２０Ｄにはブレーキ装置２２の各歯車側プレート２２Ｂを設ける構成としている。この結果、クラッチ装置２１とブレーキ装置２２とを、第１の回転軸６の軸線上に同軸に配置することができる。この結果、クラッチ装置２１とブレーキ装置２２とを収容するスペースを小さく抑えることができ、動力伝達装置１を一層小型化することができる。
【０１０５】
しかも、第１の実施の形態では、中間歯車１５とカウンタ歯車２０と軸受装置２３とを、第１，第２の回転軸６，１０と出力軸１６の軸線と直交する同一平面内に配置し、駆動歯車１４と従動歯車１９とクラッチ装置２１とを、中間歯車１５およびカウンタ歯車２０と隣接して第１，第２の回転軸６，１０と出力軸１６の軸線と直交する同一平面内に配置している。また、ブレーキ装置２２を、カウンタ歯車２０を挟んでクラッチ装置２１とは反対側に配置している。
【０１０６】
このため、中間歯車１５とカウンタ歯車２０とが噛合するスペースを利用して軸受装置２３を配置し、駆動歯車１４と従動歯車１９とが噛合するスペースを利用してクラッチ装置２１を配置することができる。この結果、第１，第２の回転軸６，１０および出力軸１６の軸線に沿ったケーシング２の軸方向寸法を小さく抑えることができ、動力伝達装置１全体を一層小型化することができる。
【０１０７】
次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、軸受装置の各アンギュラ玉軸受に対し定圧予圧を付与した状態で、軸受装置を第１の回転軸とカウンタ歯車との間に配置したことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０８】
図中、４１はケーシング２内に円錐ころ軸受７，８を介して回転可能に支持された第１の回転軸で、該第１の回転軸４１は、第１の実施の形態による第１の回転軸６に代えて本実施の形態に用いたものである。ここで、第１の回転軸４１は、第１の実施の形態によるものとほぼ同様に、第１の油圧モータ３０にスプライン結合される軸スプライン部４１Ａと、後述の軸受装置４２が取付けられる軸受取付部４１Ｂと、ナット２７が螺着される雄ねじ部４１Ｃと、クラッチ装置２１が取付けられるクラッチ取付部４１Ｄとを有している。一方、第１の回転軸４１の内部には、クラッチ圧通路４１Ｅ、潤滑油通路４１Ｆ、環状溝４１Ｇ、クラッチ圧導出路４１Ｈ、４本の潤滑油導出路４１Ｉが形成されている。しかし、第２の実施の形態による第１の回転軸４１は、雄ねじ部４１Ｃを、軸受取付部４１Ｂから後方に離間した位置に形成している点で、第１の実施の形態による第１の回転軸６とは異なっている。
【０１０９】
４２は第２の実施の形態に適用される軸受装置で、該軸受装置４２は、第１の回転軸４１の軸受取付部４１Ｂとカウンタ歯車２０の円筒部２０Ａとの間に設けられ、第１の回転軸４１に対してカウンタ歯車２０を相対回転可能に支持するものである。軸受装置４２は、第１の実施の形態による軸受装置２３と同様に、２個のアンギュラ玉軸受２４を並列組合せした１組の並列組合せ軸受４２Ａと、同じく２個のアンギュラ玉軸受２４を並列組合せした１組の並列組合せ軸受４２Ｂとを互いに背面組合せすることにより、全体として４個のアンギュラ玉軸受２４からなる４個並列／背面組合せ軸受として構成されている。しかし、軸受装置４２は、後述の予圧スプリング４４によって定圧予圧される点で、第１の実施の形態によるものとは異なっている。
【０１１０】
４３は背面組合せされた２組の並列組合せ軸受４２Ａ，４２Ｂ間に配置された円筒状の外輪側スペーサである。この外輪側スペーサ４３は、２組の並列組合せ軸受４２Ａ，４３Ｂを挟んだ状態で、カウンタ歯車２０の円筒部２０Ａ内周側に挿嵌される。従って、外輪側スペーサ４３は、２組の並列組合せ軸受４２Ａ，４２Ｂ間で、隣合うアンギュラ玉軸受２４の外輪２４Ｂにそれぞれ当接することにより、その間隔を設定するものである。
【０１１１】
４４は第１の回転軸４１に取付けられた軸受装置４２と第１の回転軸４１の雄ねじ部４１Ｃに螺着したナット２７との間に設けられた予圧スプリングで、該予圧スプリング４４は圧縮コイルばねからなり、軸受装置４２を構成する各アンギュラ玉軸受２４に対し、定圧予圧を付与するものである。
【０１１２】
ここで、予圧スプリング４４は、４個のアンギュラ玉軸受２４のうち最後部に位置するアンギュラ玉軸受２４の内輪２４Ａに、座金４５を介して当接し、第１の回転軸４１の雄ねじ部４１Ｃに対するナット２７の螺入量に応じて各アンギュラ玉軸受２４を軸方向に押圧する構成となっている。
【０１１３】
第２の実施の形態による動力伝達装置は、上述の如き軸受装置４２、予圧スプリング４４等を用いたもので、その基本的作動については、上述した第１の実施の形態による軸受装置２３等を用いたものと格別差異はない。
【０１１４】
然るに、第２の実施の形態によれば、軸受装置４２を構成する各アンギュラ玉軸受２４に対し、予圧スプリング４４を用いて定圧予圧を付与するものである。これにより、カウンタ歯車２０が高速で回転する場合でも、このカウンタ歯車２０の回転に各アンギュラ玉軸受２４を適正に追従させ、円滑に回転させることができる。この結果、低速回転する第１の回転軸４１に対し、カウンタ歯車２０を高速で相対回転させるとができ、動力伝達装置の信頼性を高めることができる。
【０１１５】
さらに、例えば第１の回転軸４１が周囲の温度差等によって伸縮したとしても、軸受装置４２を構成する各アンギュラ玉軸受２４に対し、予圧スプリング４４によってほぼ一定の予圧力を付与することができる。この結果、長時間に亘って動力伝達装置を作動させる場合でも、軸受装置４２によって支持されるカウンタ歯車２０の回転を安定させることができ、動力伝達装置の信頼性を高めることができる。
【０１１６】
なお、上述した第１の実施の形態では、軸受装置２３の各アンギュラ玉軸受２４に定位置予圧を付与する手段としてナット２７を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばボルト等を用いて各アンギュラ玉軸受２４を軸方向に押圧する構成としてもよい。
【０１１７】
上述した第２の実施の形態では、軸受装置４２の各アンギュラ玉軸受２４に定圧予圧を付与する手段として圧縮コイルばねからなる与圧スプリング４４を用いた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば皿バネ等を用いて各アンギュラ玉軸受２４を軸方向に押圧する構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１  動力伝達装置
２  ケーシング
６，４１  第１の回転軸
１０  第２の回転軸
１４  駆動歯車
１５  中間歯車
１６  出力軸
１９  従動歯車
２０  カウンタ歯車
２０Ａ  円筒部
２０Ｂ  歯車部
２０Ｃ  前側プレート取付部
２０Ｄ  後側プレート取付部
２１  クラッチ装置
２１Ｂ  回転軸側プレート
２１Ｃ  歯車側プレート
２２  ブレーキ装置
２２Ａ  ケーシング側プレート
２２Ｂ  歯車側プレート
２３，４２  軸受装置
２４  アンギュラ玉軸受
２７  ナット
３０  第１の油圧モータ
３１  第２の油圧モータ
４４  予圧スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012008438.tif 000007
【図６】
2012008438.tif 000008
【国際調査報告】
2012008438.tif 000009
2012008438.tif 000010
2012008438.tif 000011
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